WO2023131733A1 - Vehículo de carga eléctrico con modo dual de conducción - Google Patents

Vehículo de carga eléctrico con modo dual de conducción Download PDF

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WO2023131733A1
WO2023131733A1 PCT/ES2023/070003 ES2023070003W WO2023131733A1 WO 2023131733 A1 WO2023131733 A1 WO 2023131733A1 ES 2023070003 W ES2023070003 W ES 2023070003W WO 2023131733 A1 WO2023131733 A1 WO 2023131733A1
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WO
WIPO (PCT)
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vehicle
chassis
wheels
pilot
steering
Prior art date
Application number
PCT/ES2023/070003
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
José Ángel DOMINGUEZ LEÑERO
Pablo SERRANO MARFIL
Jose María GÓMEZ DE TRUJILLO
Alejandro CÁCERES GORDILLO
Original Assignee
Passion Motorbike Factory, S.L.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Passion Motorbike Factory, S.L. filed Critical Passion Motorbike Factory, S.L.
Publication of WO2023131733A1 publication Critical patent/WO2023131733A1/es

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62K—CYCLES; CYCLE FRAMES; CYCLE STEERING DEVICES; RIDER-OPERATED TERMINAL CONTROLS SPECIALLY ADAPTED FOR CYCLES; CYCLE AXLE SUSPENSIONS; CYCLE SIDE-CARS, FORECARS, OR THE LIKE
    • B62K7/00—Freight- or passenger-carrying cycles
    • B62K7/02—Frames
    • B62K7/04—Frames having a carrying platform

Definitions

  • the present invention is part of the technical field corresponding to the sector of electric vehicles, preferably intended for the transport of cargo. More specifically, the invention refers, although without limitation to other types of vehicles, to the development of an electric vehicle equipped with a handlebar that operates in two driving modes: a pedestrian one, in which the pilot walks behind the cargo vehicle controlling its direction, and one mounted, in which the pilot rests his feet on surfaces adapted for it.
  • a pedestrian one in which the pilot walks behind the cargo vehicle controlling its direction
  • one mounted in which the pilot rests his feet on surfaces adapted for it.
  • the dual nature of driving allows the vehicle to circulate both on pedestrian streets and on roads, with hardly any change in the driving position, which is especially advantageous in the logistics sector and, specifically, last-mile deliveries or deliveries. .
  • quad, quad or ATV (its acronym in English, “all-terrain-vehicle”) are known.
  • These vehicles both fueled by gasoline and by electric batteries, have as their main function that of transporting the driver or at most one extra passenger, preferably on terrain not conditioned for normal vehicle circulation.
  • urban and interurban roads excluding highways and highways
  • sidewalks or pedestrian areas are allowed, but in no case on sidewalks or pedestrian areas.
  • the cargo they carry is normally located in a chest, chest or trunk, housed either in the front or in the rear of the vehicle. On other occasions, the cargo is housed on the sides of the vehicle, like saddlebags.
  • the driver of the vehicle is located in the central area of the vehicle, on top of the chassis; that is to say, the main load is always distributed at the ends of the vehicle and the main axle and, if the load is very heavy, this negatively influences the stability and manageability of the vehicle.
  • the fact of carrying the load in a box located at the end of the vehicle partially limits both the load in kilos that can be transported and its total volume, since the volume of the load is also a source of instability, when moving the center of gravity towards the region where the load is located.
  • this type of vehicle only has one driving mode in which the pilot is necessarily mounted on the chassis. This makes handling and access to the cargo difficult, since carrying out operations with the merchandise requires a change of position for the driver, who must first get out of the vehicle and then carry out the pertinent manipulations.
  • the smallest models on the market are “cargo bike” type vehicles, with four wheels, or “microcars” with space for a person and, at most, a companion.
  • the "cargo bike” suffers from stability problems when maneuvering in curves, since its center of gravity is usually distributed outside the axis of movement or can even suffer displacements jointly with the load if it moves.
  • this can be solved by incorporating a chassis with specific characteristics (see, for example, patent ES2725998B2), the fact that this type of vehicle only has one driving mode and that both to access the load and to drive on a pedestrian zone or a sidewalk, it is necessary to get off them by changing position, it continues to be an impediment to this day in the merchandise distribution processes.
  • This problem is related to the time that elapses from when a package leaves the last distribution point until it reaches the place of delivery. This step is the last in the entire distribution chain and the most fundamental, and yet it entails some problems related to mobility in urban areas, the inefficiency of deliveries in the case of small packages, the short time required to meet delivery deadlines, environmental impact (CO2 emissions), etc.
  • the present invention is aimed at satisfying said need, through an innovative electric cargo vehicle with dual driving mode.
  • the present invention proposes the development of a small electric vehicle, whose technical characteristics advantageously exempt it from the need for registration, where said vehicle is mainly intended for the transport of charging and has a dual driving mode, where the term "dual mode" is interpreted, within the scope of the invention, as a vehicle configuration that includes two driving modes: a pedestrian one, in which the driver walks behind the vehicle , and another mounted, in which the pilot leans on the vehicle itself while driving.
  • the great advantage of this dual character of the vehicle lies in the possibility of changing the driving mode with hardly any change in the driver's position, which, in addition to giving the vehicle great versatility and allowing it to circulate both on the road and on sidewalks or areas pedestrian, reduces the time elapsed between the different actions that the driver needs to carry out in the logistics and/or delivery chain.
  • the main object of the invention refers to an electric vehicle for transporting cargo and/or people, according to the claims that accompany this description.
  • said vehicle comprises one or two platforms, preferably retractable, for the support of the pilot's feet, arranged in such a way that he can ride on them or walk freely without them being an impediment, as well as a chassis that supports the structure. of the vehicle and on which the aforementioned platform or platforms are mounted, and a cargo box adapted to receive a load inside, typically about 300-400 I in volume or 150-250 kg in weight, this being located on the chassis in the central space of the vehicle.
  • the vehicle of the invention also comprises three or more wheels connected to the chassis, where at least one of said wheels is a drive wheel, one or more motors connected to the drive wheel(s) of the vehicle, one or more batteries connected to the mentioned motors and a steering and control system for the vehicle connected to at least two of the wheels so that said vehicle can be steered in different directions, as well as accelerated or braked.
  • a vehicle with similar characteristics makes it possible to streamline logistics and delivery processes, being able to be used both in warehouses and other storage facilities as well as in urban transport, and both on the road and in pedestrian areas with hardly any changes. in the vehicle or in the driver's position, thus saving costs and time throughout the delivery chain.
  • the vehicle comprises a front wheel, and two rear wheels connected to the chassis, and arranged substantially below it.
  • stability is gained when driving the vehicle in either of its two modes since, by having two wheels located at the rear, the center of gravity of the vehicle is favored to be centered and on the main longitudinal axis. of it, making it more resistant against tipping and wobbling that can damage both the load inside and, eventually, the pilot.
  • the vehicle has two front wheels and two rear wheels connected to the chassis and arranged under it. This adds an extra component of stability with respect to what was stated in the previous paragraph, especially if the vehicle has to drive on uneven terrain, where a single front wheel can cause the vehicle to become unstable, overturn or get stuck in a ditch or pavement groove.
  • the vehicle is provided with three or four wheels, arranged as explained in the previous paragraphs, and includes a braking system connected to the rear wheels of the vehicle, which adds safety to its driving.
  • This braking system can be, in different embodiments of the invention, of different types, being able to include an ABS-type system, disc brakes, etc., or a combination thereof, the fact that it is located in the rear wheels, in the case of disc brakes, as this ensures that the vehicle does not rise or even tip over in the event of sudden braking.
  • the vehicle also comprises one or two motors, each connected to a front wheel of the vehicle, converting this or these wheels into drive wheels.
  • the vehicle comprises one or two electric batteries, each connected to a motor. In this way, once again, independence is gained in the event of a malfunction in one of the battery/motor/wheel chains.
  • the vehicle has a cargo box, preferably polyhedral with six faces, and with a lid on the upper part through which the cargo inside can be accessed.
  • Said box is located in the central part of the vehicle, on the chassis, which provides stability to the complete system by allowing the center of mass to remain centered on it.
  • the main advantage of the box shape is that, in the vast majority of cases, the packages involved in urban deliveries today are six-sided polyhedrons. This is why it is easier to fit them taking advantage of all the volume available in the box if it has the aforementioned shape than if it has, for example, curved edges or angles between various edges other than 90 e .
  • the top cover makes the process of accessing and handling the goods inside ergonomic.
  • the vehicle comprises a metallic tubular chassis with a certain upward inclination in the front part of the vehicle connected to the wheels and on which the rest of the vehicle structures are mounted, and where said chassis houses in its inside the engine(s), the battery(ies), and the electronic and control components of the vehicle.
  • the vehicle comprises a handlebar as a vehicle steering control system located at the rear of said vehicle.
  • the driver located at the rear of the vehicle, can maneuver without problems since his field of vision must not be hindered by the cargo box.
  • the acceleration and deceleration controls can be located so that driving is more ergonomic and safe.
  • the vehicle comprises a steering system based on three substantially parallel axes, connected to the handlebars and to two front wheels linked by a linkage system. In this way, the direction of the handlebars is transmitted to the front wheels in a simple way, perfectly controlling the direction of the vehicle.
  • the vehicle comprises a linkage system arranged according to an Ackermann geometry. Thanks to this configuration, it is achieved that the front wheels are always parallel to the direction of movement and, therefore, of the turn, thus minimizing friction and providing stability to the vehicle and control over it to the pilot.
  • the term "small dimensions" is interpreted in comparison with other vehicles that are habitually present in delivery chains, such as cars or vans. More specifically, we are talking about a vehicle with dimensions less than 1.5 x 1.5 x 1.5 m, advantageous when accessing pedestrian areas and narrow areas.
  • the term "substantially” is interpreted as strictly, but with a margin of 10%, thus interpreting, for example, “two substantially parallel axes” as “two axes that form an angle of 9 e or less”.
  • Figure 1 illustrates a perspective view of a preferred embodiment of the four-wheeled electric vehicle for cargo transportation of the invention in which the pilot can be placed both on said vehicle and behind it.
  • FIG. 2 shows the platforms for the pilot's feet included in the vehicle of the invention, which allow the pilot to ride on it or walk freely behind it.
  • Figures 3a and 3b illustrate the two positions of the driver's feet in the different driving modes of the vehicle of the invention.
  • Figures 4a and 4b show, in two different perspectives, the location of the motors and batteries in a preferred embodiment of the vehicle of the invention.
  • Figure 5 shows from two perspectives the steering axles of the vehicle of the invention in a preferred embodiment thereof.
  • FIG. 6a and 6b illustrate the steering rod system of the vehicle of the invention in a preferred embodiment thereof in a straight position and in a turning position, respectively.
  • FIG. 7 illustrates the two driving positions of the vehicle of the invention, as well as the difference in height of the driver with respect to the ground in each of them.
  • FIG. 8 shows from two perspectives the position of the center of mass of the vehicle of the invention in a preferred embodiment of the same, taking into account the weight of the vehicle and having selected a mass of 150 Kg as an example.
  • an object of the present invention refers to an electric vehicle (1) intended for the urban distribution of merchandise and/or transport. of people comprising:
  • chassis (2) preferably of the metallic tubular type
  • a cargo box (4) preferably in a straight polyhedral shape, with a lid at the top arranged on the chassis and conditioned to transport merchandise inside.
  • said load is between 300-400 I and/or 150-250 kg;
  • a handlebar (5) adapted in such a way that it allows the pilot to steer the vehicle (1) and in which there are controls for its acceleration and braking;
  • FIG 1 shows an electric vehicle (1) with these elements, according to a preferred embodiment of the invention, although some of them are only fully visible in the views shown in successive figures.
  • the vehicle (1) is designed to be driven from the rear of it, in any of the two possible ways previously described.
  • the foot platforms (6) shown in Figure 2 allow switching between driving modes with hardly any effort and minimally changing the position of the pilot.
  • the aforementioned platforms (6) for the feet can be placed independently and stably in a vertical or horizontal position, retractable, so as to free up the space between the rear wheels (3", 3 ”') of the vehicle (1) or that remain available so that the pilot can get on them, respectively.
  • Other folding mechanisms for example by telescoping, are equally usable in the invention.
  • the vehicle (1) of the invention is made up, in this preferred embodiment, of four wheels (3, 3', 3", 3"') distributed in a rectangular manner, in such a way that there are two wheels in the front part (3 , 3') functioning as driving wheels and two wheels at the rear (3”, 3”').
  • Said wheels which in a preferred embodiment of the invention have disc brakes for greater safety, are connected to a metallic tubular chassis (2) that supports both the structure of the vehicle (1) and the cargo box (4) conditioned for the storage of the corresponding merchandise during transport.
  • the front wheels (3, 3') are also connected to two 250 W motors (7, 7'), powered in turn by two electric batteries (8, 8'), which are the ones that transmit the movement to the vehicle (1).
  • the direction of the vehicle (1) is supported on three parallel axes (9, 9', 9”) connected to the handlebars and each of the front wheels, as shown in Figure 5. These axes are linked by a system linkage comprising two rods (10, 10') like the one illustrated in Figure 6 that allows the Ackermann geometry to be maintained so that the 4 wheels (3, 3', 3”, 3”') of the vehicle (1) always be ready perpendicular to the axis of rotation of the curve, thus maintaining low friction and great driving comfort.
  • the main advantage of this vehicle (1) lies in its versatility and in the fact that it is possible to drive it in two different ways in the same physical position, since the driver can either ride on it without having to walk, or walk on the back of it. rear of the vehicle (1), between the two rear wheels (3”, 3”'). For this reason, the vehicle (1) can easily access pedestrian areas or sidewalks and can also drive on the road like other vehicles. This allows the driver to function with greater agility and ergonomics in all phases of the logistics and delivery chain, and, since it takes less than a second to change from one driving mode to another, the increase in income in the world of last mile deliveries thanks to the use of the vehicle (1) of the invention is manifestly remarkable.
  • the speeds attainable are preferably up to 25 km/h, thus allowing its circulation on most urban roads.
  • the speed, the direction, and the braking mechanism are controlled from the handlebar (5) in which the accelerator and the access to the electrical and mechanical brakes are located.
  • the pilot walks behind the vehicle (1), between the two rear wheels (3”, 3”'), and manages the direction, speed and stopping of the vehicle (1) in the same way already described. : through the handlebar (5) and the controls located on it.
  • the speed at which the vehicle (1) can be driven in this mode is 5 km/h, in such a way that the driver seems to take control of the vehicle (1) through the handlebars (5), adopting a similar position in the event that he was pushing the vehicle (1).
  • it is the vehicle's electronics (1) that move it ergonomically and effortlessly, always allowing a high degree of control and manoeuvrability, especially relevant for access to sidewalks and pedestrian areas.
  • the standing walking position is designed so that any pilot in the 75% percentile, both in length and width of their legs, is able to walk without any kind of problem or impediment.
  • this position differs by only 10 cm in the vertical plane from the position in which the pilot is mounted on the folding platforms (6) of the vehicle (1), so the change between one position and another is greatly facilitated. , allowing it to be done in a few seconds. This implies a considerable reduction in delivery times.
  • the arrangement of the elements of this preferred embodiment of the invention allows the combined center of mass of the vehicle (1 1 ) and the load to be very centered, both frontally and laterally.
  • Figure 8 shows an estimate of the position of the center of mass of the vehicle (11) of the invention together with a reference load of 150 kg.
  • the stability of the vehicle (1) is optimal, since the distribution of the loads stabilizes the structure with respect to the pavement on which it circulates.
  • the electric vehicle (1) of the invention lies in its balance between size and load capacity. Being able to transport up to 300-400 I and/or 150-250 kg of goods inside and a driver of about 75 kg on average, its dimensions are much smaller than those of a car or a delivery van.
  • the cargo box (4) which occupies most of the volume of the vehicle (1), has dimensions of substantially 1.0-1.5 x 0.8-1.0 x 0.8-1.0 m, which facilitates its entry. in narrow streets and places more inaccessible to other types of vehicles.
  • the electric vehicle (1) of the invention is a clean vehicle and its CO2 footprint is non-existent.
  • vehicle (1) enjoys great versatility. Its dual nature, its maneuverability and its robustness make it suitable for use throughout the logistics process chain: from operations in warehouses and warehouses, where it can be used as a trolley, to delivery, greatly facilitated by its ability to climb onto sidewalks and pedestrian areas or even to access urban buildings, passing through intermediate transport through urban roads.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Handcart (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

La invención se refiere a un vehículo (1) eléctrico que no precisa de matriculación destinado al transporte de carga con modo dual de conducción caracterizado por que dicho vehículo (1) comprende plataformas (6) para los pies que permiten al piloto montarse sobre ellas para ser transportado por el vehículo y que, en esa misma o en otra configuración, liberan el espacio suficiente para que el piloto camine cómodamente tras el vehículo (1); las plataformas (6) se encuentran montadas sobre un chasis (2) que soporta la estructura del vehículo y el chasis (2) además de estar conectado con ruedas delanteras (3, 3') y ruedas traseras (3, 3''), da soporte a una caja (4) de carga ubicada en el espacio central del vehículo (1). Al menos dos de las ruedas están conectadas a un sistema de dirección y control del vehículo, tal como un manillar (5), de manera que éste pueda ser dirigido en distintas direcciones, así como acelerado o frenado y donde al menos una de las ruedas está, a su vez, conectada a uno o más motores (7, 7') conectados a una o más baterías (8, 8').

Description

DESCRIPCIÓN
VEHÍCULO DE CARGA ELÉCTRICO CON MODO DUAL DE CONDUCCIÓN
CAMPO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se enmarca en el campo técnico correspondiente al sector de los vehículos eléctricos preferentemente destinados al transporte de carga. Más concretamente, la invención se refiere, aunque sin limitación a otro tipo de vehículos, al desarrollo de un vehículo eléctrico provisto de un manillar que opera en dos modos de conducción: uno peatonal, en el que el piloto camina tras el vehículo de carga controlando su dirección, y uno montado, en el que el piloto apoya sus pies sobre unas superficies adaptadas para ello. El carácter dual de la conducción posibilita la circulación del vehículo tanto por calles peatonales como por calzadas, sin apenas transformar la posición de conducción, lo cual resulta especialmente ventajoso en el sector de la logística y, concretamente, de las entregas o repartos de última milla.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Dentro del ámbito técnico de los vehículos eléctricos ligeros a motor, destinados al transporte de carga y/o de personas, existen dos líneas principales de productos: la de los vehículos matriculados y la de los vehículos que, por sus características técnicas, no precisan de matrícula para poder circular. El área de circulación de estos últimos depende de la normativa municipal aplicable en cada caso, que condiciona si éstos pueden desplazarse por áreas peatonales, por calzadas, o por ambas, aunque por norma general, aquellos vehículos no matriculados que puedan ser empujados por un viandante pueden circular por las aceras, como es el caso de las bicicletas. Por otro lado, algunos tipos de vehículos no matriculados suelen utilizarse en operaciones logísticas dentro de recintos cerrados como almacenes, naves, etc.
Por su parte, dentro de los vehículos ligeros matriculados de cuatro ruedas, son conocidos los vehículos de tipo quad, cuatrimoto o ATV (de sus siglas en inglés, “all-terrain-vehicle”). Estos vehículos, tanto alimentados por gasolina como por baterías eléctricas, poseen como función principal la de transportar al conductor o como máximo a un pasajero extra, preferentemente por terrenos no acondicionados para la circulación normal de vehículos. No obstante, su circulación por vías urbanas e interurbanas (excluyendo autovías y autopistas) está permitida, pero en ningún caso por aceras o zonas de uso peatonal. A la hora de acondicionar este tipo de vehículos para el transporte de carga, surgen varios inconvenientes de gran relevancia. La carga que portan se sitúa normalmente en un cofre, arcón o maletero, alojado o bien en la parte delantera o en la parte trasera del vehículo. En otras ocasiones, la carga se encuentra alojada a los lados del vehículo, a modo de alforjas. En todos estos casos el conductor del vehículo se sitúa en la zona central del mismo, encima del chasis; es decir, la carga principal está siempre distribuida en los extremos del vehículo y del eje principal y, si la carga es muy pesada, esto influye negativamente en la estabilidad y manejabilidad del vehículo. Adicionalmente, el hecho de portar la carga en un cofre dispuesto en el extremo del vehículo limita parcialmente tanto la carga en kilos que se puede transportar, como su volumen total, puesto que el volumen de la carga también es una fuente de inestabilidad, al desplazar el centro de gravedad hacia la región donde se localiza la carga. Por último, este tipo de vehículos sólo posee un modo de conducción en el que el piloto va, necesariamente, montado sobre el chasis. Esto dificulta el manejo y el acceso a la carga, ya que para realizar operaciones con la mercancía se requiere un cambio de posición del conductor, que primero ha de bajarse del vehículo y, después, realizar las manipulaciones pertinentes.
En cuanto a los vehículos de cuatro ruedas que no precisan de matricularon debido a sus características técnicas, los modelos más pequeños existentes en el mercado corresponden a los vehículos de tipo “bici cargo”, de cuatro ruedas, o a los “microcoches” con espacio para una persona y, como mucho, un acompañante.
En el primer caso, la “bici cargo” sufre de problemas de estabilidad a la hora de maniobrar en las curvas, ya que el centro de gravedad de la misma suele estar repartido fuera del eje del movimiento o puede, incluso, sufrir desplazamientos solidariamente con la carga si ésta se desplaza. Aunque esto puede solucionarse mediante la incorporación de un chasis de características específicas (ver por ejemplo, la patente ES2725998B2), el hecho de que este tipo de vehículos sólo tengan un modo de conducción y que tanto para acceder a la carga como para circular por una zona peatonal o una acera sea necesario apearse de los mismos cambiando de posición, sigue suponiendo un impedimento a día de hoy en los procesos de reparto de mercancías.
En el caso de tratar de acondicionarse un “microcoche” para transportar carga, dadas las características del mismo, ello ha de hacerse mediante un remolque acoplado al vehículo. Esta adaptación, además de limitar la estabilidad, el tamaño y el peso de la carga, supone el mismo hándicap que el resto de los vehículos descritos en líneas anteriores: al utilizarse dichos vehículos mediante un único modo de conducción, la eficiencia en tiempo de los repartos se ve mermada por la necesidad del piloto de cambiar de posición para manipular o acceder a la carga.
Por otra parte, en el caso de los vehículos no matriculados destinados a operaciones logísticas en espacios cerrados tales como naves o almacenes, el problema que se presenta es diferente. En estos casos, aunque dichos vehículos estén bien acondicionados para su propósito, incluyendo el transporte de mercancías, ello no evita el hecho de que haya que utilizarlos como intermediario entre el acceso a las mercancías y el vehículo en el que van a ser transportadas para su entrega. Ello supone, asimismo, otro problema no solucionado en el estado de la técnica.
En los casos anteriormente detallados se plantea, pues, la necesidad de disponer de vehículos homologadles, que sean ligeros y de tamaño reducido y que presenten una versatilidad mejorada frente a las alternativas del estado de la técnica. Idealmente, estos vehículos podrían acceder y operar en naves y almacenes, transportar mercancía, introducirse en calles estrechas, ser estacionados en zonas destinadas a motocicletas o incluso acceder a inmuebles urbanos sin perder la capacidad de portar una gran carga (del orden de 200 kg) o un volumen considerable (de aproximadamente 350 I) para hacer eficiente el reparto. Además, minimizar el cambio de posición del piloto entre los momentos de conducción del vehículo, por la calzada y por las aceras, también supondría un aumento considerable de la eficiencia de los repartos con respecto al estado de la técnica.
Estas necesidades, y en especial la referida al estacionamiento y reparto, corresponden al comúnmente conocido como problema de “la última milla” en logística. Dicho problema está relacionado con el tiempo que transcurre desde que un paquete sale del último punto de distribución hasta que llega al lugar de entrega. Este paso es el último de toda la cadena de distribución y el más fundamental y, sin embargo, conlleva algunos problemas relacionados con la movilidad en las zonas urbanas, la ineficiencia en las entregas si se trata de paquetes pequeños, el requerido corto espacio de tiempo para cumplir los plazos en la entrega, el impacto medioambiental (emisiones de CO2), etc.
Con las limitaciones de los vehículos descritos en los párrafos anteriores se pone de manifiesto, en el presente campo técnico, la necesidad de un vehículo limpio, ligero, con una buena manejabilidad y seguridad en la conducción, de dimensiones pequeñas, homologable, capaz de transportar volúmenes y carga considerables y con gran versatilidad tanto operativa, es decir, que pueda usarse en todos los pasos de la cadena logística, como a la hora de conducirlo, posibilitando un cambio mínimo de posición entre el modo de conducción por calzadas y el modo de conducción o manejo por zonas peatonales o aceras. La presente invención está orientada a satisfacer dicha necesidad, mediante un novedoso vehículo de carga eléctrico con modo dual de conducción.
DESCRIPCIÓN BREVE DE LA INVENCIÓN
A la luz de los problemas planteados en el estado de la técnica, la presente invención plantea el desarrollo de un vehículo eléctrico de pequeñas dimensiones, cuyas características técnicas lo eximen, ventajosamente, de necesidad de matricularon, donde dicho vehículo está principalmente destinado al transporte de carga y presenta un modo dual de conducción, donde el término “modo dual” se interpreta, en el ámbito de la invención, como una configuración del vehículo que comprende dos modos de conducción: uno peatonal, en el que el piloto camina tras el vehículo, y otro montado, en el que el piloto se apoya sobre el propio vehículo durante la conducción.
La gran ventaja de este carácter dual del vehículo reside en la posibilidad de cambiar de modo de conducción sin apenas cambiar la posición del piloto, lo cual, además de otorgar una gran versatilidad al vehículo y permitirle circular tanto por la calzada como por aceras o zonas peatonales, reduce los tiempos transcurridos entre las distintas acciones que necesita realizar el conductor en la cadena logística y/o de reparto.
Más concretamente, el objeto principal de la invención se refiere a un vehículo eléctrico destinado al transporte de carga y/o de personas, según las reivindicaciones que acompañan a la presente descripción. Ventajosamente, dicho vehículo comprende una o dos plataformas, preferentemente replegables, para el apoyo de los pies del piloto, dispuestas de tal manera que éste pueda montarse sobre ellas o caminar libremente sin que éstas resulten un impedimento, así como un chasis que soporta la estructura del vehículo y sobre el cual se montan la o las plataformas mencionadas, y una caja de carga adaptada para recibir en su interior una carga, típicamente de unos 300-400 I en volumen o 150-250 kg en peso, estando ésta ubicada sobre el chasis en el espacio central del vehículo. Además, el vehículo de la invención también comprende tres o más ruedas conectadas al chasis, donde al menos una de dichas ruedas es una rueda tractora, uno o más motores conectados a la o las ruedas tractoras del vehículo, una o más baterías conectadas a los mencionados motores y un sistema de dirección y control del vehículo conectado, al menos, a dos de las ruedas de manera que el mencionado vehículo pueda ser dirigido en distintas direcciones, así como acelerado o frenado. Tal y como se ha descrito, un vehículo de semejantes características permite agilizar los procesos logísticos y de reparto, pudiendo ser utilizado tanto en naves y otras instalaciones de almacenamiento como en transporte urbano, y tanto por la calzada como por zonas peatonales sin realizar apenas cambios en el vehículo o en la posición del piloto, ahorrando así costes y tiempo en toda la cadena de reparto.
En una realización preferente de la invención, el vehículo comprende una rueda delantera, y dos ruedas traseras conectadas al chasis, y dispuestas sustancialmente bajo el mismo. De este modo, se gana estabilidad a la hora de conducir el vehículo en cualquiera de sus dos modos ya que, al poseer dos ruedas situadas en la parte trasera, se favorece que el centro de gravedad del vehículo quede centrado y en el eje longitudinal principal del mismo, haciéndolo más resistente frente a vuelques y bamboleos que pueden dañar tanto la carga del interior como, eventualmente, al piloto.
En otra realización preferente de la invención, el vehículo posee dos ruedas delanteras y dos ruedas traseras conectadas al chasis y dispuestas bajo el mismo. Esto añade una componente extra de estabilidad con respecto a lo expuesto en el párrafo anterior, especialmente si el vehículo ha de circular por terrenos irregulares, donde una sola rueda delantera puede ocasionar que el vehículo se desestabilice, vuelque o se quede bloqueado en una zanja o surco del pavimento.
En otra realización preferente de la invención, el vehículo está provisto de tres o cuatro ruedas, dispuestas según lo explicado en los párrafos anteriores, y comprende un sistema de frenado conectado a las ruedas traseras del vehículo, lo cual añade seguridad a la conducción del mismo. Este sistema de frenado puede ser, en diferentes realizaciones de la invención, de distinto tipo, pudiendo comprender un sistema de tipo ABS, frenos de disco, etc., o una combinación de los mismos, siendo especialmente relevante el hecho de que se sitúe en las ruedas traseras, en el caso de los frenos de disco, ya que esto asegura que el vehículo no se eleve o incluso vuelque hacia delante, en caso de frenada brusca.
En otra realización preferente de la invención, el vehículo comprende, además, uno o dos motores, cada uno de ellos conectado a una rueda delantera del vehículo, convirtiendo a esta o estas ruedas en ruedas tractoras. En caso de haber dos ruedas delanteras, el hecho de que cada motor esté conectado a una sola de las ruedas confiere autonomía al dispositivo completo, permitiendo que, si uno de los motores falla, aún exista la posibilidad de mover el vehículo compensando la inestabilidad que esto generaría con el sistema de dirección. En otra realización preferente de la invención, el vehículo comprende una o dos baterías eléctricas, cada una de ellas conectada a un motor. De este modo se gana, nuevamente, independencia en caso de que haya un mal funcionamiento de una de las cadenas batería/motor/rueda.
En otra realización preferente de la invención, el vehículo posee una caja de carga, preferentemente poliédrica de seis caras, y con una tapa en la parte superior por la que se accede a la carga del interior. Dicha caja se sitúa en la parte central del vehículo, sobre el chasis, lo que aporta estabilidad al sistema completo al permitir que el centro de masas quede centrado en el mismo. La principal ventaja de la forma de la caja es que, en la gran mayoría de los casos, los paquetes involucrados en repartos urbanos a día de hoy son poliedros de seis caras. Es por esto por lo que es más sencillo encajarlos aprovechando todo el volumen disponible en la caja si esta tiene la forma mencionada que si posee, por ejemplo, aristas curvas o ángulos entre varias aristas distintos de 90e. Además, la tapa de la parte superior hace ergonómico el proceso de acceso y manipulación de las mercancías del interior.
En otra realización preferente de la invención, el vehículo comprende un chasis tubular metálico con cierta inclinación ascendente en la parte frontal del vehículo conectado a las ruedas y sobre el que se montan el resto de las estructuras del vehículo, y donde dicho chasis alberga en su interior el motor o motores, la batería o baterías y los componentes electrónicos y de control del vehículo. Esto permite aprovechar todo el espacio disponible en la caja de carga, ya que todos los componentes del vehículo van o bien montados o bien insertados en el chasis. Además, el hecho de que éste se encuentre inclinado hacia arriba en la parte delantera del vehículo otorga gran estabilidad al conjunto, ya que baja el centro de gravedad acercándolo al suelo.
En otra realización preferente de la invención, el vehículo comprende un manillar como sistema de control de la dirección del vehículo situado en la parte posterior de dicho vehículo. De este modo, el conductor, situado en la parte trasera del vehículo, puede maniobrar sin problemas ya que su campo de visión no debe verse obstaculizado por la caja de carga. Además, en dicho manillar, pueden situarse los controles de aceleración y deceleración para que la conducción resulte más ergonómica y segura.
En otra realización preferente de la invención, el vehículo comprende un sistema de dirección basado en tres ejes sustancialmente paralelos, conectados al manillar y a dos ruedas delanteras unidos mediante un sistema de varillaje. De este modo se transmite, de forma sencilla, la dirección del manillar a las ruedas delanteras, controlando perfectamente la dirección del vehículo.
En otra realización preferente de la invención, el vehículo comprende un sistema de varillaje dispuesto según una geometría de Ackermann. Gracias a esta configuración se consigue que las ruedas delanteras siempre sean paralelas a la dirección del movimiento y, por tanto, del giro, minimizando así la fricción y aportando estabilidad al vehículo y control sobre él al piloto.
En el ámbito de interpretación de la presente invención, el término “pequeñas dimensiones” se interpreta en comparación con otros vehículos de presencia habitual en las cadenas de reparto como son los coches o furgonetas. Más concretamente, hablamos de un vehículo de dimensiones menores a 1 ,5 x 1 ,5 x 1 ,5 m, ventajoso a la hora de acceder a zonas peatonales y zonas estrechas.
En el ámbito de interpretación de la presente invención, el término “sustancialmente” se interpreta como estrictamente, pero con un margen del 10%, interpretándose así, por ejemplo “dos ejes sustancialmente paralelos” como “dos ejes que forman un ángulo de 9e o menos”.
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Las anteriores y otras características y ventajas se comprenderán más plenamente a partir de la descripción detallada de la invención, así como de los ejemplos de realización preferente referidos a los dibujos adjuntos, en los que:
La Figura 1 ¡lustra una vista en perspectiva de una realización preferente del vehículo eléctrico de cuatro ruedas destinado a transporte de carga de la invención en el que el piloto puede colocarse tanto sobre dicho vehículo como tras él.
- La Figura 2 muestra las plataformas para los pies del piloto comprendidas en el vehículo de la invención, las cuales permiten al piloto montarse sobre el mismo o caminar libremente tras él.
- Las Figura 3a y 3b ¡lustran las dos posiciones de los pies del piloto en los diferentes modos de conducción del vehículo de la invención. Las Figuras 4a y 4b muestran, en dos perspectivas diferentes, el emplazamiento de los motores y las baterías en una realización preferente del vehículo de la invención.
La Figura 5 muestra desde dos perspectivas los ejes de dirección del vehículo de la invención en una realización preferente del mismo.
- La Figuras 6a y 6b ¡lustran el sistema de varillas de dirección giro del vehículo de la invención en una realización preferente del mismo en posición recta y en posición de giro respectivamente.
- La Figura 7 ¡lustra las dos posiciones de conducción del vehículo de la invención, así como la diferencia de altura del piloto con respecto al suelo en cada una de ellas.
- La Figura 8 muestra desde dos perspectivas la posición del centro de masas del vehículo de la invención en una realización preferente del mismo teniendo en cuenta el peso del vehículo y habiendo seleccionado como ejemplo una masa de 150 Kg.
Listado de referencias numéricas de las figuras:
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DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
Se procede a continuación a describir un ejemplo de realización preferente de la presente invención, aportada con fines ilustrativos pero no limitativos de la misma.
Tal y como se ha descrito en los apartados precedentes, y según lo representado en las Figuras 1 -8 del presente documento, un objeto de la presente invención se refiere a un vehículo eléctrico (1 ) destinado al reparto urbano de mercancía y/o transporte de personas que comprende:
- un chasis (2), preferentemente de tipo tubular metálico;
- dos ruedas delanteras (3, 3’) y dos ruedas traseras (3”, 3”’) conectadas al chasis (si bien, en otras realizaciones de la invención, es posible utilizar otro número de ruedas, por ejemplo tres);
- una caja de carga (4), preferentemente de forma poliédrica recta, con una tapa en la parte superior dispuesta sobre el chasis y acondicionada para transportar mercancía en su interior. Típicamente, dicha carga está comprendida entre 300- 400 I y/o 150-250 kg;
- un manillar (5), adaptado de forma que permite al piloto direccionar el vehículo (1 ) y en el que se disponen controles sobre la aceleración y el frenado de éste;
- dos plataformas (6) para los pies del piloto (si bien, en otras realizaciones, se puede disponer de una única plataforma), de manera que éste pueda cambiar de modo de conducción y subirse o bajarse del vehículo (1 ) de manera fácil y rápida;
- dos motores (7, 7’), preferentemente de 250 W, conectados a las ruedas delanteras (3, 3’);
- dos baterías (8, 8’) (pudiendo este número ser diferente en otras realizaciones de la invención), conectadas a los motores (7, 7’) para su alimentación;
- tres ejes (9, 9’, 9”) de dirección del vehículo (1 ) conectados, respectivamente, al manillar (5), a una de las ruedas delanteras (3) y a otra de las ruedas delanteras (3’) (pudiendo estos números ser diferentes y su configuración vahar en otras realizaciones de la invención);
- dos varillas (10, 10’) conectadas a las ruedas delanteras (3, 3’) y a uno de los ejes (9, 9’, 9”) de dirección.
En la Figura 1 se observa un vehículo eléctrico (1 ) con estos elementos, según una realización preferente de la invención, si bien algunos de ellos sólo son plenamente visibles en las vistas mostradas en figuras sucesivas. El vehículo (1 ) está ideado para ser conducido desde la parte trasera del mismo, de cualquiera de los dos modos posibles previamente descritos. Las plataformas (6) para los pies mostradas en la Figura 2 permiten realizar el cambio entre los modos de conducción sin apenas esfuerzo y cambiando mínimamente la posición del piloto. Como puede observarse en dicha figura, las mencionadas plataformas (6) para los pies pueden colocarse de manera independiente y de forma estable en posición vertical u horizontal, de forma replegable, de modo que liberen el espacio entre las ruedas traseras (3”, 3”’) del vehículo (1 ) o que queden disponibles para que el piloto pueda subirse sobre ellas, respectivamente. Otros mecanismos de repliegue, por ejemplo por telescopaje, son igualmente utilizadles en la invención.
La posición de los pies del piloto, bien sobre el suelo, caminando tras el vehículo (1 ), o bien sobre el propio vehículo (1 ), se muestra en las Figuras 3a y 3b, donde pueden verse las disposiciones de las plataformas (6) para los pies que permiten este modo de conducción dual.
El vehículo (1 ) de la invención se compone, en esta realización preferente, de cuatro ruedas (3, 3’, 3”, 3”’) distribuidas de manera rectangular, de tal modo que haya dos ruedas en la parte delantera (3, 3’) funcionando como ruedas tractoras y dos ruedas en la parte trasera (3”, 3”’). Dichas ruedas, que en una realización preferente de la invención poseen frenos de disco para mayor seguridad, se conectan a un chasis (2) tubular metálico que soporta tanto la estructura del vehículo (1 ) como la caja de carga (4) acondicionada para el almacenamiento de la mercancía correspondiente durante el transporte. Por su parte, las ruedas delanteras (3, 3’) se conectan también a dos motores (7, 7’) de 250 W, alimentados a su vez por dos baterías eléctricas (8, 8’), que son los que transmiten el movimiento al vehículo (1 ).
La disposición de los motores (7 7’) y de las baterías (8, 8’) en una realización preferente de la invención se muestra en la Figura 4, de modo que todo ello va alojado en el interior del chasis. Del mismo modo, aunque no se muestra explícitamente en las figuras, los controladores del vehículo (1 ) y el resto de los componentes electrónicos se encuentran igualmente alojados en el chasis.
La dirección del vehículo (1 ) está soportada sobre tres ejes paralelos (9, 9’, 9”) conectados al manillar y a cada una de las ruedas delanteras, tal y como se muestra en la Figura 5. Dichos ejes están unidos por un sistema de varillaje que comprende dos varillas (10, 10’) como el ¡lustrado en la Figura 6 que permite mantener la geometría de Ackermann para que las 4 ruedas (3, 3’, 3”, 3”’) del vehículo (1 ) siempre estén dispuestas perpendicularmente al aje de giro de la curva, manteniendo, de este modo, una baja fricción y una gran comodidad en la conducción.
La ventaja principal de este vehículo (1 ) reside en su versatilidad y en que es posible conducirlo de dos formas diferentes en la misma posición física, dado que el conductor puede ir tanto montado sobre el mismo sin tener que caminar, como caminando en la parte trasera del vehículo (1 ), entre las dos ruedas traseras (3”, 3”’). Por este motivo, el vehículo (1 ) puede acceder sin problemas a zonas peatonales o aceras pudiendo igualmente circular por la calzada al igual que el resto de los vehículos. Esto permite al conductor desenvolverse con mayor agilidad y ergonomía en todas las fases de la cadena logística y de reparto, y, puesto que tarda menos de un segundo en cambiar de un modo de conducción a otro, el aumento de ingresos en el mundo de las entregas de última milla gracias al uso del vehículo (1 ) de la invención es manifiestamente notable.
A continuación, se pasa a describir ambos modos de conducción, tanto en su generalidad como en las características particulares que el vehículo (1 ) puede ofrecer en cada caso de cara al transporte y reparto de mercancías. La representación esquemática de dichos modos se ¡lustra en la Figura 7.
En el primer modo, en el que el piloto va montado sobre el vehículo (1 ), concretamente sobre las plataformas (6) para los pies del piloto, las velocidades alcanzadles son, preferentemente, de hasta 25 km/h, permitiendo de este modo su circulación por la mayor parte de vías urbanas. La velocidad, la dirección, y el mecanismo de frenado se controlan desde el manillar (5) en el que se encuentran el acelerador y el acceso a los frenos eléctrico y mecánico.
En el segundo modo de conducción, el piloto camina detrás del vehículo (1 ), entre las dos ruedas traseras (3”, 3”’), y maneja la dirección, velocidad y detención del vehículo (1 ) de la misma forma ya descrita: a través del manillar (5) y de los controles en él situados. La velocidad a la que puede ser conducido el vehículo (1 ) en este modo es de 5 km/h, de tal forma que el conductor parece toma el control del vehículo (1 ) a través del manillar (5), adoptando una posición similar al caso de que estuviese empujando el vehículo (1 ). No obstante, es la electrónica del vehículo (1 ) la que lo mueve de forma ergonómica y sin esfuerzos, permitiendo siempre un alto grado de control y maniobrabilidad, especialmente relevante para el acceso a aceras y zonas peatonales. La posición para caminar de pie está pensada para que cualquier piloto en el percentil 75 %, tanto en longitud como en anchura de sus piernas, sea capaz de caminar sin ningún tipo de problema o impedimento. Además, esta posición difiere tan sólo en 10 cm en el plano vertical de la posición en la que el piloto va montado sobre las plataformas (6) abatibles del vehículo (1 ), por lo que se facilita enormemente el cambio entre una posición y otra, permitiendo que se haga en pocos segundos. Esto implica una reducción considerable de los tiempos de reparto.
En cuanto a la estabilidad del vehículo (1 ), la disposición de los elementos de esta realización preferente de la invención permite que el centro de masas combinadas del vehículo (1 1 ) y la carga quede muy centrado, tanto frontal como lateralmente. Este hecho puede observarse en la Figura 8, en la que se muestra una estimación de la posición del centro de masas del vehículo (11 ) de la invención en conjunto con una carga de referencia de 150 kg. Como puede verse en la figura mencionada, la estabilidad del vehículo (1 ) es óptima, ya que el reparto de las cargas estabiliza la estructura con respecto al pavimento por el que circula. Al estar el centro de masas del vehículo (11 ), y por tanto de gravedad, bajo y centrado con respecto a los tres ejes (9, 9’, 9”), es decir, frontal, lateral y cenitalmente, el vehículo adquiere una gran robustez frente a vaivenes y posibles vuelques.
Otra de las ventajas principales del vehículo (1 ) eléctrico de la invención radica en su equilibrio entre tamaño y capacidad de carga. Pudiendo transportar hasta 300-400 I y/o 150-250 kg de mercancías en su interior y a un conductor de unos 75 Kg de media, sus dimensiones son mucho más reducidas que las de un coche o una furgoneta de reparto. Preferentemente, la caja de carga (4), que ocupa la mayor parte del volumen del vehículo (1 ), tiene unas dimensiones de, sustancialmente, 1.0-1.5 x 0.8-1.0 x 0.8-1 .0 m, lo que facilita su entrada en calles estrechas y lugares más inaccesibles para otro tipo de vehículos. En añadidura, el vehículo eléctrico (1 ) de la invención es un vehículo limpio y su huella de CO2 es inexistente.
Por último, para describir completamente el vehículo (1 ) de la invención, cabe destacar que, debido las características presentadas, dicho vehículo (1 ) goza de una gran versatilidad. Su carácter dual, su maniobrabilidad y su robustez lo hacen apto para ser utilizado durante toda la cadena del proceso logístico: desde operaciones en naves y almacenes, donde puede usarse como carrito, hasta el reparto, enormemente facilitado por su capacidad para subir a aceras y zonas peatonales o incluso para acceder a inmuebles urbanos, pasando por el transporte intermedio a través de calzadas urbanas.

Claims

REIVINDICACIONES
1.- Vehículo (1 ) eléctrico destinado al transporte de carga y/o personas que comprende:
- un chasis (2) que soporta la estructura del vehículo (1 );
- una caja (4) adaptada para recibir en su interior una carga, estando dicha caja (4) ubicada sobre el chasis (2) en un espacio central del vehículo (1 );
- al menos tres ruedas (3, 3’, 3”, 3”’) conectadas al chasis (2);
- al menos un motor (7, 7’) conectado a, al menos, una de las ruedas (3, 3’, 3”, 3”’) del vehículo (1 );
- al menos una batería (8, 8’) conectada al motor (7, 7’) y
- un sistema de dirección y control del vehículo (1 ) conectado a, al menos, dos de las ruedas (3, 3’); estando el vehículo (1 ) caracterizado por que comprende, adicionalmente:
- al menos una plataforma (6) fijada al chasis (2) y adaptada para soportar los pies de un piloto, y dispuesta de tal manera que dicho piloto puede montarse de pie sobre la plataforma (6) durante la conducción del vehículo (1 ); y por que el sistema de dirección y control está dispuesto en el vehículo (1 ) de forma que dicho vehículo puede dirigirse, así como acelerarse y frenarse, estando el piloto tanto montado de pie sobre la plataforma (6), como de pie sobre el suelo.
2.- Vehículo (1 ) según la reivindicación anterior, que comprende dos plataformas (6), estando cada una de las mismas adaptada para soportar uno de los pies del piloto, y donde dichas plataformas (6) están dispuestas en el chasis (2) y separadas de forma que el piloto puede caminar entre ellas cuando se encuentra de pie sobre el suelo operando el sistema de dirección y control.
3.- Vehículo (1 ) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde una o más plataformas (6) comprenden un mecanismo de repliegue.
4.- Vehículo (1 ) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende una rueda delantera (3) y dos ruedas traseras (3”, 3”’), estando dichas ruedas (3, 3”, 3”’) conectadas al chasis (2) y dispuestas bajo el mismo.
5.- Vehículo (1 ) según cualquiera de las reivindicaciones 1 -3, que comprende dos ruedas delanteras (3, 3’) y dos ruedas traseras (3”, 3”’) conectadas al chasis (2) y dispuestas bajo el mismo.
6.- Vehículo (1 ) según la reivindicación anterior, que comprende un sistema de dirección basado en tres ejes (9, 9’, 9”) paralelos conectados al manillar (5), a una rueda delantera (3) y a una rueda delantera (3’), respectivamente, unidos mediante un sistema de varillaje.
7.- Vehículo (1 ) según la reivindicación anterior, que comprende un sistema de varillaje compuesto por dos varillas de dirección (10, 10’) dispuesto según una geometría de Ackermann.
8.- Vehículo (1 ) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende un sistema de frenado conectado a las ruedas traseras (3”, 3”’) del vehículo.
9.- Vehículo (1 ) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende uno o dos motores (7, 7’), cada uno de ellos conectado a una rueda delantera (3, 3’) del vehículo.
10.- Vehículo (1 ) según la reivindicación anterior, que comprende una o dos baterías (8, 8’) eléctricas, cada una de ellas conectada a un motor (7, 7’).
11.- Vehículo (1 ) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende una caja de carga (4) poliédrica de seis caras, cuyas aristas forman ángulos de 90e y con una tapa en la parte superior por la que se accede a su interior.
12.- Vehículo (1 ) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende un chasis (2) tubular metálico con elevación en la parte frontal del vehículo, estando dicho chasis (2) conectado a las ruedas (3, 3’, 3”, 3”’) y donde dicho chasis (2) alberga en su interior ella menos un motor (7, 7’), y al menos una batería (8, 8’).
13.- Vehículo (1 ) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprende un manillar (5) como sistema de control de la dirección del vehículo situado en la parte posterior de dicho vehículo.
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